Ekologiczne i ekonomiczne aspekty produkcji energii elektrycznej z biomasy na przykładzie agrobiogazowni w Zakładzie Doświadczalnym Instytutu Zootechniki PIB Grodziec Śląski

• Autorzy: Węglarzy K. , Skrzyżala I.

Warianty tytułu

EN

Ecological and economic aspects of production of electric energy from biomass on example of the experimental station of National Research Institute of Animal Production in Grodziec Śląski

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kolejny już raz na Konferencji "Rolnictwo ekologiczne - stan obecny i perspektywy rozwoju" w Puszczykowie, w ramach spotkałń nauki z praktyką, mamy możliwość zaprezentowania agrobiogazowni, jej wyników z prawie 12 miesięcznego okresu produkcji energii. Uzyskane wyniki potwierdzają założenia inwestycyjne i są informacją dla wszystkich zainteresowanych budową biogazowi w ramach, popieranych przez Rząd "Kierunkach rozwoju biogazowni rolniczych w Polsce w latach 2010-2020". Szacuje się, że w Polsce w tym okresie może powstać 2000 do 2500 biogazowni, których produkcja może pokryć w około 10% zapotrzebowania na gaz. Ta ilość może w pełni zaspokoić potrzeby wsi. Agrobiogazownię w Kostkowicach wybudowano w 2010 r. Po rozruchu w 2011 r., od 1 stycznia 2012 r. osiągnęła pełną zdolność produkcyjną, wykorzystując do wytwarzania energii substraty pochodzenia rolniczego, takie jak: obornik, gnojowicę bydlęcą i wi_sk_, produkty uboczne agrorafinerii (makuchy, glicerynę, osad olejowy), zielonki, ziemniaki, kiszonki z kukurydzy i traw oraz niedojady. W pracy przedstawiono wyniki badań substratów, ich skład chemiczny, zawartość metali ciężkich oraz wartość energetyczną. Przeprowadzono badania fermentu w kierunku obciążenia fermentacji metanowej okreśając profil niskocząsteczkowych kwasów organicznych oraz zasadowość, w okresie rozruchu oraz w okresie produkcji. Dla tych samych okresów przedstawiono skład biogazu (zawartość metanu, dwutlenku węgla, zasiarczenie). Pofermentacyjnym produktem procesu zgazowania substratów jest dygestat (poferment), który zawiera, co potwierdzono w badaniach własnych, uwodnienie na poziomie 91-95% H2O. Po odseparowaniu dygestat zawiera ok. 27% suchej masy, a woda pofermentacyjna od 3,1 do 4,4%. Określono skład chemiczny, właściwości fizykochemiczne dygestatu stałego i płynnego oraz wody pofermentacyjnej. W badaniach jakości mikrobiologicznej dygestatu i wody pofermentacyjnej wykazano brak bakterii Salmonella spp. oraz niewielki Escherichia coli (14,2š10,4 jtk g-1 i 25,0š10,95 jtk ml-1). Aktualnie prowadzi się badania porównawcze wartości nawozowej dygestatu i gnojowicy. Założono, ze zarówno dygestat, jak i wody pofermentacyjne winny wykazać wyższość ekologiczną w zakresie obecności nasion chwastów oraz mikroorganizmów patogennych. Przedstawiono także wstępną analizę ekonomiczną produkcji energii elektrycznej z biogazu, stwierdzając, że agrobiogazownia może być przykładem dywersyfikacji produkcji rolniczej.

EN

Once again on the conference "Organic agriculture - present condition and prospects of development" in Puszczykowo, as part of meetings of sciences with practice, we have opportunity to present Agricultural biogas plant, and its results from almost 12-month period of energy production. Obtained results are confirming investment assumptions and are important information for all interested in construction of biogas plant, supported by the Governmental "Directions of the development of agricultural biogas plants in Poland in 2010 - 2020". It is estimated, that in Poland during this period about 2000 to 2500 biogas plants can come into existence, which the production can cover about 10% of gas demand. This amount can fully meet the needs of the rural areas. Agricultural biogas plant in Kostkowice was built in 2010, after the start-up in 2011, from 1st of January 2012 it has achieved the full manufacturing capacity, using the agricultural origin substrates for the energy production, such as: manure, bovine and pig liquid manure, Agrorefinery by-products (rape pressed cake, glicerine, oil residue), green forage, potatoes, corn and grass silages and feeds not taken by the animals. In this work results for substrates, their chemical composition, the content of heavy metals and the energy value were described. The studies of solid digestate were conducted towards burdening the methane fermentation determining the profile of low-molecular organic acids and the alkalinity, during the start-up period and in the production period. For the same periods a composition of biogas was described (content of methane, carbon dioxide, sulphuration). After fermentation product of the substrate gasifying process is digestate which contains, what was confirmed in own examinations, hydration on the level of 91-95% of the water. After separation solid digestate contains about 27% of a dry mass and liquid digestate from 3.1 to 4.4%. A chemical composition and physicochemical properties of solid and liquid digestate were determined. In the research on the microbiological quality of solid and liquid digestate a lack of Salmonella spp was demonstrated as well as the small share of Escherichia coli (14.2 š 10.4 unit/g and 25.0 š 10.95 unit/ml). Currently a comparing studies of the fertilizer value are being conducted between liquid digestate and liquid manure. It was established that both a solid digestate as well as liquid digestate should demonstrate the ecological superiority in regards to seeds, weeds and micro-organisms presence. Also an economical preliminary analysis of the electric energy production from biogas, noticing, that Agricultural biogas plant can be an example of diversifications of agricultural production.

Słowa kluczowe

PL

biomasa; biogazownie; energia elektryczna; produkcja; badania

EN

biomass; biogas stations; electric energy; production; experimentation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 57, nr 4
• Strony: 177--182
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Węglarzy K.

autor

Skrzyżala I.

• Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy, Balice,

Bibliografia

• [1] Banel A., Zygmunt B.: Lotne kwasy tłuszczowe na składowisku odpadów - występowanie i oznaczanie. Ecological chemistry and engineering, 2009, 32,193-206.
• [2] Barlaz M.A., Schaefer D.M., Ham R.K.: Appl. Environ. Microb., 1989,35, 55-65.
• [3] Czyżewski A.: Wspólna Polityka Rolna UE po roku 2013 a interesy polskiego rolnictwa: Ekonomista, 2011, 1, 12.
• [4] Harsem J.: Water Res., 1983, 17; 699-705.
• [5] Jasiewicz C, Antonkiewicz J.: Zawartość metali ciężkich w kukurydzy uprawianej w warunkach gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi, Chemia i Inżynieria Ekologiczna, 2002, http: http://www.pzits.not.pl
• [6] Jasiewicz Cz., Madeyski M, Tarnawski M., Baran A.: Zawartość metali ciężkich w biomasie kukurydzy pod wpływem dodatku dennego do gleby http://www.pzits.not.pl /Ekotoks_2008/
• [7] Kociszewski K.: Środowiskowe aspekty planowanej reformy Wspólnej Polityki Rolnej. Roczniki Nauk Rolniczych, 2011, Seria G, 98, 3; 84-100.
• [8] Kozłowska B.: Ochrona Środowiska - wybrane zagadnienia. Wyd. Polit. Łódzkiej, Łódź, 2001.
• [9] Ledakowicz S.: Wykorzystanie fermentacji metanowej w utylizacji odpadów przemysłu rolno-spożywczego. Biotechnologia, 2005,3(70). 165-183.
• [10] Normy żywienia zwierząt gospodarskich. Warszawa: PWRiL, 1981.
• [11] Olendrzyński K., Kargulewicz I., Skośkiewicz J., Dębski B., Cieślińska J., Olecka A., Kanafa M., Kania K., Sałek P.: Krajowa inwentaryzacja emisji i pochłaniania gazów cieplarnianych za rok 2007, Instytut Ochrony Środowiska, http://www.kashue.pl /materialy/Inwentaryzacje_krajowe/NIR_2009_Polska_05-09.pdf
• [12] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady Europy ustanawiające przepisy dotyczące płatności bezpośrednich dla rolników na podstawie systemów wsparcia w ramach wspólnej polityki rolnej COM (2011) 625.2011.
• [13] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady Europy ustanawiające wspólną organizację rynków produktów rolnych (rozporządzenie o jednolitej, wspólnej organizacji rynków) COM (2011)626.2011.
• [14] Sierpińska M., Jachna T.: Ocena przedsiębiorstwa wg standardów światowych. Warszawa: PWN, 2012, s. 408.
• [15] Węglarzy K.: Wpływ zawartości metali ciężkich w glebie na ich odkładanie w runi pastwiskowej oraz produktach i tkankach wypasanych zwierząt" Roczniki Naukowe Zootechniki, Rozprawy Habilitacyjne, Kraków, 2005, s. 65.
• [16] Węglarzy K, Podkówka W.: Agrobiogazownia - poradnik, wyd. ZD IZ PIB Grodziec Śląski, s. 156
• [17] Vofl E., Weichgrebe D., Rosenwinkel K.-H.: FOS/TAC - Deduction, Methods, Application and Significance http://www.ve-gmbh.de